KR20180000670A

KR20180000670A - 플레이트 히터 매트릭스용 바이패스 밀폐부

Info

Publication number: KR20180000670A
Application number: KR1020170024428A
Authority: KR
Inventors: 레오 솜호스트; 유석종; 스테판 조이스; 카밀 스타치
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2016-06-23
Filing date: 2017-02-24
Publication date: 2018-01-03
Also published as: DE102017206670B4; DE102017206670A1; US11137212B2; KR102148219B1; KR102147457B1; KR20190046722A; US20170370651A1

Abstract

자동차용 열 교환기는 코어 및 밀폐부를 포함한다. 코어는 제 1 면에 형성된 제 1 홈 및 대향하는 제 2 면에 형성된 제 2 홈을 포함한다. 제 1 홈 및 제 2 홈은 각각, 밀폐부의 일부를 수용하여 밀폐부를 코어에 고정하도록 구성된다. 밀폐부는 교차 부재 및 교차 부재의 대향하는 단부들로부터 연장하는 한 쌍의 업라이트들을 포함하며, 여기서 교차 부재 및 업라이트들은 각각 밀폐 엘리먼트를 포함한다. 업라이트들은 업라이트로부터 연장하며 코어의 홈에 수용되도록 구성된 레일을 더 포함한다. 코어는 그 대향하는 단부들에 형성된 통합된 전단 패널을 더 포함한다.

Description

플레이트 히터 매트릭스용 바이패스 밀폐부{BYPASS SEAL FOR PLATE HEATER MATRIX}

본 발명은 자동차용 열 교환기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 열 교환기용 코어 및 밀폐부(seal)에 관한 것이다.

열 교환기들은 일반적으로 자동차들에서 유체들 간에 열 에너지를 전달하기 위한 수단으로서 사용된다. 열 교환기는 제 1 유체 유로 및 제 2 유체 유로를 갖는 코어를 포함할 수 있으며, 여기서 제 1 유체 유로는 제 2 유체 유로와 유동적으로 분리되고 열이 통하여 이들 사이의 열 에너지 전달을 가능하게 한다. 예를 들어, 제 1 유체 유로는 제 1 유체가 흐르는 복수의 튜브들 또는 플레이트들을 포함할 수 있고, 제 2 유체 유로는 제 1 유체 유로의 튜브들 또는 플레이트들 중간에 형성되는 통로들의 매트릭스를 포함할 수도 있으며, 여기서 튜브들 또는 플레이트들의 벽들을 통해 제 1 유체에서 제 2 유체로 열 에너지가 전달된다.

최대 효율을 위해, 제 2 유체 전체가 제 2 유체 유로에 확실히 전달되게 하는 것이 필수적이다. 열 교환기의 경우, 제 2 유체가 제 2 유체 유로를 통과하는 것이 아니라 매트릭스를 바이패스한다면, 이는 열 교환기의 전체 열 성능에 부정적인 영향을 갖는다. 성능 손실은 제 2 유체 유로를 바이패스하는 제 2 유체의 양에 거의 비례한다. 효율들이 80-95% 범위이고 과급 공기가 주위 온도에 가깝게 냉각될 것이 요구되는 수냉식 과급 공기 냉각기들의 경우, 이는 중요한 문제이다.

일반적으로, 열 교환기에서 코어의 외부 표면들 둘레에 밀폐부들이 배치되어, 제 2 유체가 열 교환기에 흐를 때 제 2 유체 흐름이 코어를 바이패스하는 것을 막는다. 이러한 밀폐부들은 흔히 접착 수단 또는 독립적인 파스너(fastener)들을 사용하여 부착된다. 그러나 이러한 구성은 문제가 되는데, 독립적인 파스너들은 복잡도를 증가시키고, 열 교환기에 밀폐부들을 고정하는 데 사용되는 접착제들은 흔히 열 교환기에 그리고 그 둘레에 사용된 다양한 화학 물질들에 민감해, 시간에 따라 접착제가 열화되게 한다. 접착제가 열화됨에 따라, 열 교환기에서 밀폐부가 떨어질 수도 있고, 공기가 제 2 유체 유로를 바이패스하게 될 수도 있다.

열 전달 성능 외에도, 열 교환기의 견고성이 중요하다. 플레이트 코어를 갖는 열 교환기들에서는, 인접하게 적층된 복수의 플레이트들로 코어가 형성된다. 플레이트 코어들은 일반적으로, 플레이트들을 분리시키는 인접하게 적층된 플레이트들 간의 상대적 전단력들로 인해 고장나기 쉽다. 코어 내에서 상대적 전단력들을 최소화하기 위해, 일반적으로 코어의 측면들에 전단 패널들이 부착 또는 클램핑되어 버팀대(bracing)를 제공한다. 그러나 전단 패널은 개별적으로 형성되며, 독립적인 커플링 수단들을 사용하여 코어에 커플링 또는 클램핑되어야 함으로써, 조립의 복잡도를 증가시킨다.

이에 따라, 밀폐부를 커플링하고 상대적 전단력들을 최소화하기 위한 통합 수단들을 갖는, 열 교환기를 위한 개선되고 단순화된 코어에 대한 필요성이 해당 기술분야에 존재한다.

본 개시에 따르면, 밀폐부를 커플링하고 상대적 전단력들을 최소화하기 위한 통합 수단들을 갖는, 열 교환기를 위한 개선되고 단순화된 코어가 놀랍게도 발견된다.

제 1 실시예에서, 자동차용 열 교환기는 코어 및 밀폐부를 포함한다. 코어는 제 1 면에 형성된 제 1 홈 및 대향하는 제 2 면에 형성된 제 2 홈을 포함한다. 제 1 홈 및 제 2 홈은 각각, 밀폐부의 일부를 수용하여 밀폐부를 코어에 고정하도록 구성된다. 밀폐부는 교차 부재 및 교차 부재의 대향하는 단부들로부터 연장하는 한 쌍의 업라이트(upright)들을 포함하며, 여기서 교차 부재(cross member) 및 업라이트들은 각각 밀폐 엘리먼트를 포함한다. 업라이트들은 업라이트로부터 연장하며 코어의 홈에 수용되도록 구성된 레일을 더 포함한다.

다른 실시예에서, 열 교환기용 코어는 직렬로 적층된 복수의 플레이트들을 포함한다. 플레이트들 각각은 한 쌍의 대향하는 패널들로 형성되는데, 패널들의 제 1 단부에는 플랜지가 형성되어 있다. 플랜지는 평평한 내부 랜드(land) 및 평평한 외부 랜드를 포함한다. 내부 랜드와 외부 랜드는 서로 평행하게 서로 간격을 두고 형성되며, 여기서 인접한 패널들의 내부 랜드들은 한 쌍의 패널들이 조립될 때 서로 접한다. 인접한 패널들의 외부 랜드들은 조립된 플레이트들이 코어에서 인접하게 적층될 때 서로 접하도록 구성된다.

또 다른 실시예에서, 열 교환기용 밀폐부가 개시된다. 밀폐부는 교차 부재 및 교차 부재의 대향하는 단부들로부터 연장하는 한 쌍의 업라이트들을 포함한다. 교차 부재 및 업라이트들은 아치형 단면을 갖는 밀폐 엘리먼트를 포함한다. 밀폐 엘리먼트는 한 쌍의 테이퍼 날개(tapered wing)들을 포함한다. 밀폐부의 업라이트들은 밀폐 엘리먼트로부터 안쪽으로 연장하는 레일을 더 포함한다. 레일은 헤드 부분 및 넥 부분을 포함하며, 여기서 넥 부분은 헤드 부분과 밀폐 엘리먼트 중간에 형성된다. 레일은 열 교환기의 코어에 형성된 홈에 수용되도록 구성된다.

도 1은 본 개시의 열 교환기의 상부 사시도이다.
도 2는 도 1의 조립체의 부분적으로 분해된 최저부 사시도이다.
도 3은 도 1의 조립체의 최저부 사시도이다.
도 4는 도 1의 조립체의 단편적인 개략적 단면의 정면도이며, 여기서는 도 1에 정의된 것과 같은 X-Z 평면을 따라, 코어의 흡입구 매니폴드 및 배출구 매니폴드를 가로질러 단면이 취해진다.
도 5는 도 1의 조립체의 단편적인 개략적 단면의 정면도이며, 여기서는 도 1에 정의된 것과 같은 Y-Z 평면을 따라, 코어의 배출구 매니폴드를 가로질러 단면이 취해진다.
도 6은 도 1의 조립체의 상부 단면 사시도이며, 여기서는 도 1에 정의된 것과 같은 X-Y 평면을 따라, 코어의 플레이트를 가로질러 단면이 취해진다.
도 7은 도 6의 영역(7)에서 취해진, 도 1의 조립체의 확대된 단편적인 단면도이다.
도 8은 본 개시의 플레이트의 사시도이다.
도 9는 도 8의 플레이트의 분해 사시도이다.
도 10은 도 9의 영역(10)에서 취해진, 도 8의 플레이트의 확대된 단편적인 분해 사시도이다.
도 11은 본 개시의 밀폐부의 사시도이다.
도 12는 도 11의 영역(12)에서 취해진, 도 11의 밀폐부의 확대된 단편적인 사시도이다.

다음 상세한 설명 및 첨부 도면들은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명 및 예시한다. 설명과 도면들은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 제작 및 사용할 수 있게 하는 역할을 하며, 어떤 식으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 의도되는 것은 아니다. 개시되는 방법들에 관해, 제시되는 단계들은 사실상 예시이며, 따라서 단계들의 순서는 필수적이거나 중대한 것은 아니다.

도 1 - 도 7은 본 개시에 따른 자동차용 열 교환기(2)를 보여준다. 열 교환기(2)는 헤더, 코어(6), 밀폐부(8) 및 지지부를 포함한다. 열 교환기(2)는 또한 헤더에 커플링되며, 열 교환기(2)가 조립될 때 코어(6), 밀폐부(8) 및 지지부 구조를 둘러싸도록 구성된 하우징을 포함한다. 그러나 하우징은 코어(6), 밀폐부(8) 및 지지부를 포함하는 열 교환기(2)의 내부 구성을 명확하게 예시하기 위해 도면에서 제거되었다.

예시된 실시예에서, 열 교환기(2)의 코어(6)는 직렬로 적층된 복수의 플레이트들(12)로 형성된다. 도 8 - 도 10을 참조하면, 코어(6)의 플레이트들(12) 각각은 한 쌍의 대향하는 패널들(14)로 형성된다. 도시된 바와 같이, 패널들(14) 각각은 동일하게 형성되는데, 여기서 패널들(14)이 조립될 때, 플레이트(12)의 대향하는 면들은 서로의 반대 거울상들이다.

패널들(14) 각각은 내부 랜드(16), 외부 랜드(18), 도관(20), 상류 개구(22) 및 하류 개구(24)를 포함한다.

패널(14)의 내부 랜드(16)는 패널(14)의 제 1 면을 형성하는 실질적으로 평평한 표면이다. 내부 랜드(16)는 패널(14)의 주변부에 외접하는 림(rim)(26)을 포함하는데, 림(26)은 플레이트(12)가 조립될 때 대향하는 패널(14)의 림(26)에 접하여 대향하는 패널들(14)의 도관들(20)을 밀폐하여 둘러싸도록 구성된다. 내부 랜드(16)는 도관(20) 내에 형성되며 패널들(14)이 서로에 조립될 때 도관들(20)을 다수의 유로들로 나누도록 구성된 복수의 리브(rib)들(28)을 더 포함할 수도 있다.

패널(14)의 외부 랜드(18)는 내부 랜드(16)에 의해 형성된 제 1 면에 대향하는, 패널(14)의 제 2 면을 형성하는 실질적으로 평평한 표면이다. 외부 랜드(18)는 내부 랜드(16)와 평행하고 내부 랜드(16)로부터 간격을 두며, 여기서 내부 랜드(16)와 외부 랜드(18) 간의 거리가 패널(14)의 두께를 정한다.

예시된 실시예에서는, 대향하는 패널들(14)이 서로에 조립될 때 내부 랜드(16)가 플레이트(12)의 내부에 배치되며, 여기서 조립된 패널들(14)의 내부 랜드들(16)은 서로 접한다고 이해될 것이다. 마찬가지로, 패널들(14)이 서로에 조립될 때 외부 랜드(18)가 플레이트(12)의 외부에 배치되며, 여기서는 도 1 - 도 7에 도시된 바와 같이, 플레이트들(12)이 적층될 때 인접한 플레이트들(12)의 외부 랜드들(18)이 서로 접촉한다고 인식될 것이다.

도관(20)은 본체의 내부 랜드(16)로부터 리세스되고, 상류 개구(22)를 하류 개구(24)에 유동적으로 연결한다. 위에 제공된 바와 같이, 도관(20)은 패널(14)의 내부 랜드(16)의 리브들(28)에 의해 복수의 유로들로 나뉠 수 있다.

패널(14)의 각각의 단부에 플랜지(30)가 형성된다. 플랜지들(30) 각각은 내부 랜드(16), 외부 랜드(18) 및 외벽(32)을 포함한다. 예시된 실시예에서는, 플랜지(30)의 내부 랜드(16)는 패널(14)의 본체 주변부에 대해 플랜지(30)의 외부 랜드(18)로부터 안쪽으로 형성된다. 그러나 대안 실시예들에서는, 플랜지(30)의 외부 랜드(18)가 본체 주변부에 대해 내부 플랜지(30)로부터 안쪽으로 형성될 수도 있다고 인식될 것이다. 플랜지(30)는 또한 외부 랜드(18)의 바깥쪽으로 형성된 내부 랜드(16)의 림(26)을 포함할 수도 있으며, 여기서 플랜지(30)는 내부 랜드(16) - 외부 랜드(18) - 내부 랜드(16)의 교대 순서로 배열된다. 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 패널들(14)의 플랜지들(30)이 조립될 때 플랜지(30)의 이러한 구성은 벌집 모양의 패턴을 형성한다.

벌집 모양 패턴은 코어(6)의 조립에 유리하며, 코어(6)의 각각의 단부에서 통합된 전단 패널들(14)을 형성함으로써 견고성을 향상시킨다. 즉, 패널들(14)이 서로에 조립될 때, 인접한 패널들(14)의 내부 랜드들(16)이 서로 커플링되며 패널들(14) 사이의 측면 전단에 불리하게 작용하도록 구성된다. 일 실시예에서, 패널들(14)의 내부 랜드들(16)은 용접 또는 땜질과 같은 기계적 수단들에 의해 서로 결합된다. 대안 실시예에서, 내부 랜드들(16)은 접착 수단을 사용하여 화학적으로 결합될 수도 있다. 마찬가지로, 플레이트들(12)이 서로 조립되어 코어(6)를 형성할 때, 인접한 플레이트들(12)의 외부 랜드들(18)이 서로 연결되어, 플레이트들(12) 사이의 측면 전단에 불리하게 작용하도록 구성된 제 2 통합 전단 패널(14)을 형성한다. 외부 랜드들(18)은 내부 랜드들(16)과 마찬가지로 기계적으로 또는 화학적으로 결합될 수도 있다. 이에 따라, 패널들(14)의 플랜지들(30)은 코어(6)의 전단 응력에 대해 불리하게 작용함으로써 인접한 플레이트들(12) 사이의 상대적 정렬을 유지하는 역할을 한다.

이제 도 10을 참조하면, 플랜지(30)는 그 안에 형성된 리세스(34)를 더 포함한다. 도시된 바와 같이, 리세스(34)는 플랜지(30)의 대향하는 종단부(terminal end)들(36) 중간에, 그리고 특히 외부 랜드의 배관 종점들(36)과 외벽(32) 중간에 형성된다. 도시된 바와 같이, 리세스(34)는 플랜지(30)의 외부 랜드(18) 사이로 형성된 실질적으로 직사각형 개구를 포함한다.

리세스(34)는 플랜지(30)의 외벽(32)의 대향하는 말단부들로부터 리세스(34)로 연장하는 한 쌍의 집중 탭(converging tab)들(38)을 더 포함한다. 탭들(38)은 실질적으로 평평하며 플랜지(30)의 외벽(32)과 함께 이어져 형성된다. 탭들(38) 각각의 높이는 패널(14)의 두께 미만이며, 여기서 탭(38)의 내부 에지(40)는 내부 랜드(16)로부터 안쪽으로 이격되고, 탭(38)의 외부 에지(42)는 외부 랜드(18)로부터 안쪽으로 이격된다. 이에 따라, 코어(6)가 조립될 때, 인접하게 적층된 탭들(38) 중간에 갭들이 형성되며, 여기서 탭들(38) 각각은 자유롭게 구부러질 수 있다. 탭들(38) 각각은 플랜지(30)의 각각의 종단부(36)에 인접하게 내부 에지(42)에 형성된 릴리프(relief)(44)를 더 포함한다. 대안적인 실시예들에서, 탭(38)은 또한 내부 에지(40)에 형성된 릴리프(44), 탭(38) 사이에 형성된 천공, 또는 열 교환기(2)의 조립을 보조하도록 구성된 다른 피처들 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다.

도 2, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 조립된 플레이트들(12)이 적층되어 코어(6)를 형성할 때, 인접하게 적층된 플레이트들(12)의 리세스들(34)이 정렬되어, 안에 밀폐부(8)의 일부를 수용하도록 구성된 연속한 홈(46)을 형성한다. 예시된 실시예에서, 플랜지들(30) 각각은 그 위 중앙에 배치된 단일 리세스(34)를 포함하며, 여기서는 코어(6)의 각각의 대향하는 단부에 단일 홈(46)이 형성된다. 대안적인 실시예들에서, 각각의 플랜지(30)는 그 위에 형성된 복수의 리세스들(34)을 포함할 수도 있고, 리세스들(34)은 플랜지(30)를 따라 대칭적으로 또는 비대칭적으로 이격되어 코어(6)의 각각의 단부에 복수의 홈들(46)을 형성한다.

예시된 실시예에서, 상류 개구(22) 및 하류 개구(24) 각각은 패널(14)의 제 1 단부에 인접하게 나란히 형성된다. 상류 개구(22) 및 하류 개구(24)는 각각 그 안에 형성된 숄더(48)를 포함하며, 여기서 숄더(48)는 개구의 주변부로부터 방사상 안쪽으로 연장하는 평평한 랜드(50)를 포함한다. 개구의 평평한 랜드(50)는 본체의 외부 랜드(18)와 동일 평면 상에 있으며 코어(6)가 조립될 때 대응하는 플레이트(12)의 평평한 랜드(50)에 접한다. 하류 개구(24)는 그 위에 형성된 립(lip)(52)을 더 포함한다. 예시된 실시예에서, 립(52)은 축 방향으로는 평평한 랜드(50)로부터 멀리 연장하고, 패널(14)의 단부에 인접한 숄더(48)의 일부를 부분적으로 둘러싼다. 하류 개구(24)의 립(52)은 상류 개구(22)를 통해 수용되도록 구성되며, 여기서 플랜지(30)는 상류 개구(22)의 내부와 협력하여 인접하게 적층된 플레이트들(12)을 정렬한다. 하류 개구(24)의 바깥쪽 부분 둘레에만 부분적으로 립(52)을 형성함으로써, 하류 개구(24)로부터 도관들(20)로의 유체 흐름은 립(52)에 의해 방해를 받지 않는다. 이에 따라, 립(52)은 열 교환기(2)의 성능에 대한 손상 없이 인접하게 적층된 플레이트들(12) 간의 정렬을 유리하게 제공한다.

플레이트들(12)이 적층될 때, 상류 개구(22) 및 하류 개구(24)는 도 5에 도시된 바와 같이, 흡입구 매니폴드(54) 및 배출구 매니폴드(56)를 형성한다. 흡입구 매니폴드(54)는 복수의 둘러싸인 도관들(20)을 통해 배출구 매니폴드(56)와 유체 연통함으로써, 코어(6)의 제 1 유체 유로를 형성한다. 코어(6) 외부에 제 2 유체 유로가 형성되며, 여기서 제 2 유체가 플레이트들(12) 중 인접한 플레이트들 중간에 형성된 도관들(20)의 매트릭스를 통과한다.

코어(6)는 패널들(14) 중 가장 아래 패널에 고정되어 제 1 유체 유로를 밀폐하여 둘러싸도록 구성된 종단 플레이트(58)를 더 포함한다. 종단 플레이트(58)는 기계적 또는 화학적 커플링 수단을 사용하여 가장 아래 패널(14)의 내부 랜드(16)에 밀폐 결합될 수도 있다. 종단 플레이트(58)는 그 위에 형성된 가이드(60)를 포함할 수도 있으며, 여기서 가이드(60)는 코어(6)에 밀폐부(8)가 설치될 때 밀폐부(8)의 일부에 접하여 이를 정렬하도록 구성된다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 밀폐부(8)는 교차 부재 및 교차 부재(62)의 대향하는 단부들로부터 연장하는 한 쌍의 업라이트들(64)을 포함한다. 교차 부재(62) 및 업라이트들(64) 각각은 아치형 단면을 갖는 실질적으로 가늘고 긴 바디로 형성된 밀폐 엘리먼트(66)를 포함하며, 여기서 아치형 단면은 한 쌍의 바깥쪽으로 연장하는 날개들(68)을 형성한다. 도시된 바와 같이, 밀폐부(8)의 아치형 단면은 테이퍼되고, 여기서 날개들(68)의 두께는 날개들(68) 각각의 팁 쪽으로 감소한다. 테이퍼 구성은 밀폐부(8)의 팁들이 하우징의 (도시되지 않은) 대응하는 밀폐 표면에 형성된 불균일들을 수용하게 하도록 팁들의 유연성을 유리하게 최대화한다. 테이퍼 구성은 팁으로부터의 거리가 증가함에 따라 날개들(68)의 강성을 증가시키도록 추가로 기능함으로써, 열 교환기(2)가 조립될 때 하우징의 밀폐 표면과 날개들(68) 사이에 충분한 밀폐력을 제공한다.

밀폐부(8)는 날개들(68) 맞은 편에서 밀폐 엘리먼트의 볼록 면으로부터 연장하는 가늘고 긴 레일(70)을 더 포함한다. 레일(70)은 헤드 부분(72) 및 넥 부분(74)을 포함한다. 헤드 부분(72)은 패널들(14)의 리세스들(34) 사이에 수용되도록 구성된다. 예시된 실시예에서, 헤드 부분(72)은 실질적으로 직사각형 단면을 가지며 넥 부분(74)에 인접하게 형성된 반경 에지들을 포함할 수도 있다. 대안 실시예들에서, 헤드 부분(72)은 원형, 난형(ovular) 또는 다각형과 같은 다른 단면 형상들을 가질 수도 있다. 넥 부분(74)은 밀폐 엘리먼트(66)와 헤드 부분(72) 중간에 형성되며 패널들(14) 각각에 대한 집중 탭들(38) 사이에 수용되도록 구성된다.

예시된 밀폐부(8)의 업라이트들(64)은 교차 부재(62)로부터 별개로 형성되지만, 밀폐부(8)는 이어지게 형성될 수도 있으며, 여기서 교차 부재(62) 및 업라이트들(64)은 각각 밀폐 엘리먼트(66) 및 레일(70)을 포함한다고 인식될 것이다. 대안 실시예에서, 밀폐부(8)는 돌출될 수도 있으며, 여기서 밀폐 엘리먼트(66) 및 레일(70)은 밀폐부(8) 전체를 따라 연장한다. 레일(70)에 노치들이 형성됨으로써, 밀폐부(8)가 구부러져, 교차 부재(62)와 업라이트들(64) 중간에 코너들을 형성하게 할 수도 있다. 이에 따라, 대안 실시예에서, 레일(70)은 업라이트들(64) 및 교차 부재(62) 각각을 따라 연장할 것이다.

밀폐부(8)가 코어(6)에 조립될 때, 헤드 부분(72)은 플랜지(30)의 외부 랜드(18)에 형성된 실질적으로 직사각형 개구에 수용되고, 넥 부분(74)은 집중 탭들(38) 중간에 배치되는데, 여기서 집중 탭들(38)은 헤드 부분(72)과 밀폐 엘리먼트(66) 중간에 배치되어 리세스(34) 내에 헤드 부분(72)을 유지하는 기능을 한다.

밀폐부(8)는 유연한 재료로 형성되며, 코어(6)와 하우징 사이에 유체 밀폐부(8)를 제공하도록 구성된다. 일 실시예에서, 밀폐부(8)는 플루오르엘라스토머(FKM) 고무 또는 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체(EPDM) 고무와 같은 단일 고분자 재료로 균질하게 형성될 수도 있다. 대안 실시예들에서, 밀폐부(8)는 복합체로 형성될 수도 있으며, 여기서 밀폐 엘리먼트(66)는 밀폐를 위해 구성된 제 1 유연 재료로 형성되고, 레일(70)은 코어(6)의 홈(46)을 통한 레일(70)의 삽입을 보조하도록 구성된 제 2 유연 재료로 형성되며, 여기서 제 2 유연 재료는 제 1 유연 재료보다 더 강성이다. 또 다른 실시예에서, 레일(70)은 강성 재료로 형성될 수도 있다.

도 1 - 도 6에 도시된 바와 같이, 열 교환기(2)의 지지부는 레그(76) 및 댐퍼(78)를 포함한다. 지지부의 레그(76)는 코어(6)의 제 1 단부와 가이드(60)의 종단부 중간에서 코어(6)의 베이스 플레이트에 커플링된다. 대안 실시예들에서, 레그(76)는 베이스 플레이트의 다른 영역들에 배치될 수도 있다. 레그(76)는 베이스 플레이트로부터 아래쪽으로 연장하는 실질적으로 평평한 플레이트이며, 그 안에 형성된 갭(80)을 포함한다. 갭(80)은 밀폐부(8)가 열 교환기(2)에 조립될 때 그 사이에 밀폐부(8)의 교차 부재(62)를 수용하도록 구성된다. 레그(76)는 그 위에 형성된 복수의 쐐기형 돌기들(82)을 포함할 수도 있으며, 돌기들(82)은 레그(76)의 하부 쪽으로 안쪽으로 테이퍼된다. 레그(76)는 금속 또는 플라스틱과 같은 강성 재료로 형성될 수도 있다.

댐퍼(78)는 고무나 발포체와 같은 탄성 재료로 형성되고, 그 안에 레그(76)를 수용하도록 구성될 수도 있다. 예시된 실시예에서, 댐퍼(78)는 그 안에 레그(76)를 수용하도록 구성된 도관(84)을 포함하며, 여기서 댐퍼(78)는 실질적으로 레그(76)를 둘러싼다. 댐퍼(78)는 레그(76)의 테이퍼된 돌기들(82)과 협력하여 이들에 댐퍼(78)를 고정하도록 구성된 복수의 멈춤쇠(detent)들(86)을 포함할 수도 있다. 댐퍼(78)는 그 상부에 형성된 리세스(88)를 더 포함한다. 리세스(88)는 댐퍼(78)가 레그(76)에 조립될 때 그 사이에 밀폐부(8)의 부분 교차 부재(62)를 수용하도록 구성되며, 여기서 교차 부재(62)는 레그(76)의 갭(80)과 댐퍼(78)의 리세스(88) 사이에 유지된다.

열 교환기(2)의 조립 동안, 복수의 플레이트들을 인접하게 적층함으로써 코어(6)가 조립된다. 위에서 설명한 바와 같이, 인접하게 적층된 플레이트들(12)의 플랜지들(30)이 코어(6)의 각각의 단부에 통합된 전단 패널(14) 및 홈(46)을 형성한다. 코어(5)가 조립되면, 업라이트들(64)의 말단부들이 배치되는데, 여기서는 레일(70)의 헤드 부분(72)이 플레이트 바닥으로부터 홈(46)에 삽입된다. 헤드 부분(72)은 교차 부재(62)가 가이드(60)에 접하여 레그(76)의 갭(80)에 수용될 때까지 홈들(46) 사이로 진행된다.

코어(6)에 밀폐부(8)를 고정시키기 위해, 리세스들(34)의 탭들(38)이 안쪽으로 구부러져 홈(46) 내에서 헤드 부분(72)을 압축할 수도 있다. 일 실시예에서, 탭들(38)은 밀폐부(8)가 설치된 후 수동으로 안쪽으로 구부러질 수도 있다. 대안 실시예에서, 탄성력이 탭들(38)을 자동으로 안쪽으로 구부러지게 할 수도 있으며, 여기서는 헤드 부분(72)의 선단 에지가 헤드 부분(72)을 탭들(38)을 지나 다가가게 하는 데 사용된다. 코어(6)에 교차 부재(62)를 고정시키기 위해, 댐퍼(78)가 레그(76) 위에 설치되며, 여기서는 댐퍼(78)의 리세스들(88)이 레그(76) 및 가이드(60)에 대해 밀폐부(8)를 유지한다. 추가로, 코어(6)의 통합 설치 특징들을 보완하기 위해 접착제들이 사용될 수도 있다.

상기 설명으로부터, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 근본 특성들을 쉽게 확인할 수 있으며, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서, 본 발명을 다양한 용법들 및 상태들에 적응시키도록 본 발명에 대한 다양한 변경들 및 수정들을 수행할 수 있다.

Claims

자동차용 열 교환기로서,
코어 ― 상기 코어는 상기 코어의 제 1 면에 형성된 제 1 홈을 가짐 ―;
레일을 갖는 밀폐부(seal)를 포함하며,
상기 홈은 상기 홈 안에 상기 밀폐부의 레일을 수용하도록 구성되는,
자동차용 열 교환기.
제 1 항에 있어서,
상기 밀폐부는 교차 부재(cross member) 및 상기 교차 부재의 대향하는 단부들로부터 연장하는 한 쌍의 업라이트(upright)들을 포함하며,
상기 업라이트들 중 하나는 상기 코어의 홈에 수용되도록 구성되는,
자동차용 열 교환기.
제 1 항에 있어서,
상기 밀폐부의 교차 부재 및 업라이트들은 각각 밀폐 엘리먼트를 포함하며,
상기 레일은 상기 밀폐 엘리먼트로부터 연장하고 상기 제 1 홈 및 제 2 홈 중 하나에 수용되도록 구성되는,
자동차용 열 교환기.
제 2 항에 있어서,
상기 코어는 인접하게 적층된 복수의 플레이트들을 더 포함하며,
상기 플레이트들 각각은 한 쌍의 대향하는 패널들로 형성되는데, 상기 패널들의 제 1 단부에는 플랜지가 형성되고, 상기 플랜지는 평평한 내부 랜드(land) 및 평평한 외부 랜드를 포함하며, 상기 내부 랜드와 상기 외부 랜드는 서로 평행하게 서로 간격을 두고 형성되고,
인접한 패널들의 내부 랜드들은 상기 한 쌍의 패널들이 조립될 때 서로 접하고,
인접한 패널들의 외부 랜드들은 조립된 플레이트들이 적층될 때 서로 접하는,
자동차용 열 교환기.
제 4 항에 있어서,
상기 플랜지의 내부 랜드는 상기 플랜지의 주변부에 대해 상기 플랜지의 외부 랜드의 안쪽으로 형성된 제 1 부분, 및 상기 플랜지의 주변부에 대해 상기 외부 랜드의 바깥쪽으로 형성된 림(rim)을 포함하는,
자동차용 열 교환기.
제 5 항에 있어서,
상기 패널들의 플랜지는 그 안에 형성된 리세스를 포함하며,
상기 패널들 중 인접한 패널들의 리세스는 상기 코어가 조립될 때 상기 코어의 홈을 형성하는,
자동차용 열 교환기.
제 6 항에 있어서,
상기 플랜지는 상기 플랜지의 외벽의 종단부(terminal end)로부터 상기 리세스로 연장하는 탭을 포함하며,
상기 탭은 상기 코어의 홈 내에 상기 밀폐부의 레일을 유지하도록 구성되는,
자동차용 열 교환기.
열 교환기용 코어로서,
인접하게 적층된 복수의 플레이트들을 포함하며,
상기 플레이트들 각각은 한 쌍의 대향하는 패널들로 형성되는데, 상기 패널들의 제 1 단부에는 플랜지가 형성되고, 상기 플랜지는 평평한 내부 랜드 및 평평한 외부 랜드를 포함하며, 상기 내부 랜드와 상기 외부 랜드는 서로 평행하게 서로 간격을 두고 형성되고,
인접한 패널들의 내부 랜드들은 상기 한 쌍의 패널들이 조립될 때 서로 접하고,
인접한 패널들의 외부 랜드들은 조립된 플레이트들이 적층될 때 서로 접하는,
열 교환기용 코어.
제 8 항에 있어서,
상기 플랜지는 상기 패널의 주변부에 대해 상기 외부 랜드의 안쪽으로 형성된 제 1 내부 랜드, 및 상기 패널의 주변부에 대해 상기 외부 랜드의 바깥쪽으로 형성된 제 2 내부 랜드를 포함하는,
열 교환기용 코어.
제 9 항에 있어서,
상기 패널은 상기 제 1 단부 및 그 대향하는 제 2 단부 각각에 형성된 플랜지들 중 하나를 포함하는,
열 교환기용 코어.
제 9 항에 있어서,
상기 플랜지는 그 안에 형성된 리세스를 더 포함하는,
열 교환기용 코어.
제 11 항에 있어서,
상기 패널들 각각은 상류 개구 및 하류 개구를 포함하고,
상기 상류 개구는 상기 상류 개구로부터 축 방향으로 연장하는 립을 포함하며,
상기 립은 상기 상류 개구의 내주를 부분적으로 둘러싸는,
열 교환기용 코어.
제 11 항에 있어서,
상기 플랜지의 외벽의 말단부로부터 상기 리세스로 연장하는 탭을 더 포함하는,
열 교환기용 코어.
제 13 항에 있어서,
상기 리세스는 상기 플랜지의 외벽의 대향하는 말단부들로부터 연장하는 한 쌍의 탭들을 포함하는,
열 교환기용 코어.
제 13 항에 있어서,
상기 탭은 상기 탭의 에지에 형성된 릴리프(relief)를 포함하는,
열 교환기용 코어.
열 교환기용 밀폐부로서,
아치형 단면 형상을 갖는 밀폐 엘리먼트 ― 상기 밀폐 엘리먼트로부터 한 쌍의 날개들이 연장함 ―; 및
상기 밀폐 엘리먼트로부터 연장하는 레일을 포함하는,
열 교환기용 밀폐부.
제 16 항에 있어서,
상기 밀폐 엘리먼트의 날개들은 테이퍼되는,
열 교환기용 밀폐부.
제 17 항에 있어서,
상기 레일은 헤드 부분 및 넥 부분을 포함하며,
상기 넥 부분은 상기 헤드 부분보다 좁은 폭을 갖고 상기 헤드 부분과 상기 밀폐 엘리먼트 중간에 형성되는,
열 교환기용 밀폐부.
제 18 항에 있어서,
상기 헤드 부분은 상기 열 교환기의 코어의 홈에 수용되도록 구성되는,
열 교환기용 밀폐부.
제 16 항에 있어서,
상기 밀폐부는 교차 부재 및 상기 교차 부재의 대향하는 단부들로부터 연장하는 한 쌍의 업라이트들을 포함하며,
상기 교차 부재는 상기 밀폐 엘리먼트를 포함하고,
상기 업라이트들 각각은 상기 밀폐 엘리먼트 및 상기 레일을 포함하는,
열 교환기용 밀폐부.